采矿工程毕业设计（论文）-大庄矿0.9Mta新井设计.doc

摘 要矿井设计包括一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为大庄矿0.9Mt/a新井设计。大庄矿位于河南省平顶山市石龙区，交通便利。井田南北长约4.3km，东西长约3.1km，井田总面积为11.88km2。主采煤层为己16-17煤层，平均倾角约为6，煤层平均厚度为4.5m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为75.31Mt，矿井可采储量52.4Mt。矿井设计生产能力0.9Mt/a,服务年限约为45a。矿井正常涌水量为318m3/h，最大涌水量为500m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。井田划分为一个水平，一水平标高为-150m，双立井开拓一水平上下山开采，主井采用箕斗提升，副井装备罐笼。大巷采用固定箱式矿车运煤。矿井通风方式为中央并列式通风。矿井年工作日为330d，工作制度为“四六”制。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分题目为：“煤层自燃发火原因研究与探讨”。主要内容介绍了通过对影响煤炭自燃发火原因的分析，并结合矿井的实际发火情况，特别是采空区的发火。采取了相应的技术措施。如合理布置巷道、加快回采回收速度、合理布置通风系统、采用预防性灌浆等综合治理的办法，有效地制止了煤炭自然发火，并确保了煤矿的安全生产。翻译部分题目为：“COAL SPONTANEOUS COMBUSTION TESTING”。 关键词：新井设计 ；综采一次采全高 ；煤层自燃ABSTRACTThe mine design includes general parts, the projects section and translation parts.General parts for DaZhuang ore 0.9 Mt/a new well design. DaZhuang ore ShiLongOu, pingdingshan city situated in henan province, convenient transportation. About 4.3 km long from south compartmentalized, things grow about 3.1 km, total km2 11.88 compartmentalized. The Lord CaiMeiCeng for oneself 16-17 coal seam, average about 600 Angle, coal seam average total thick 450 m. Field geological conditions more simple.Field 75.31 Mt, industrial reserves for mine recoverable reserves 52.4 Mt. The design of mine production capacity 0.9 Mt/a, service life is about 45 a. Mine 318m3 / h for normal section, the maximum section for 500 m3 / h. Mine gas pouring amount for the low, low gas mine.Divided into a level compartmentalized, a level elevation, double for - 330 m a level down the shaft pioneering, main shaft mining equipment, skip ascension beyond pregrouting. DaHang using box fixed harvesters carry. Mine ventilation mode for central paratactic type ventilation.330d annual working days for mine, work system for his system.General part includes: 1. Chapter 10 summary and field geological characteristics of mining; 2. The borders and reserves compartmentalized; 3. Mine work system and design production capacity, service fixed number of year; 4. Field development; 5. Ways to prepare; Coal mining methods; 6. 7. Underground transportation; 8. Mine ascension; 9. Mine ventilation and safety technology; 10. Mine basic technical and economic indexes.The projects section titled: coal self-ignition reason research and discusses. The main contents of influence is introduced through the analysis of the reason of coal spontaneous combustion, combining the actual angry mine, especially the angry mined-out area. Taking appropriate measures. Such as reasonable decorate roadway and speed up recovery recovery speed, reasonable decorate ventilation system, adopt preventive measures of comprehensive control of grouting, effectively stop the coal spontaneous, and ensure the safety of coal production.Translation section titled: “COAL SPONTANEOUS COMBUSTION TESTING”。Keywords: new Wells design; The fully mechanized in one high; Plate area mining目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1交通位置11.1.2地形、地貌11.1.3河流及水体11.1.4气象及地震21.1.5水源及电源21.2井田地质特征21.2.1井田地质构造21.2.2水文地质71.2.3岩浆岩101.2.4其他有益矿物101.2.5地质勘探程度111.3煤层特征111.3.1煤层111.3.2煤层顶、底板121.3.3煤质131.3.4瓦斯191.3.5煤尘及煤的自燃191.3.6地温地压192 井田境界和储量202.1井田境界202.1.1井田范围202.1.2开采界限222.1.3井田尺寸222.2矿井工业储量232.2.1储量计算的步骤232.2.2井田地质勘探232.2.3工业储量计算232.3矿井可采储量252.3.1安全煤柱留设原则252.3.2矿井永久保护煤柱损失量252.3.3矿井可采储量273 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限293.1矿井工作制度293.2矿井设计生产能力及服务年限293.2.1确定依据293.2.2矿井设计生产能力293.2.3矿井服务年限293.2.4井型校核304 井田开拓314.1井田开拓的基本问题314.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标314.1.2工业场地的位置324.1.3开采水平的确定及采盘区划分324.1.4确定开拓方案334.2矿井基本巷道414.2.1井筒414.2.2井底车场454.2.3井底车场硐室474.2.4井底车场巷道及硐室支护474.2.5井底车场铺轨474.2.6主要开拓巷道475 准备方式盘区巷道布置515.1煤层的地质特征515.1.1煤层埋藏条件515.1.2煤质情况515.2盘区巷道布置及生产系统515.2.1盘区数目及位置515.2.2盘区走向长度的确定515.2.3确定区段和区段数目515.2.4煤柱尺寸的确定525.2.5盘区巷道的联络方式525.2.6区段平巷的布置525.2.7盘区煤柱的留设525.2.8盘区内工作面的接替顺序525.2.9盘区主要生产系统525.2.10确定盘区生产能力和采出率535.2.11盘区采出率535.3盘区主要硐室545.3.1盘区煤仓545.3.2盘区车场及绞车房545.3.3盘区变电所556 采煤方法566.1采煤工艺方式566.1.1采煤方法确定566.1.2确定采煤工艺方式566.1.3确定回采工作面长度、推进方向、推进度576.1.4采煤工艺576.1.5工作面支护方式616.1.6各工艺过程安全注意事项636.2回采工作面正规循环作业646.2.1工作面日进尺及生产能力646.2.2劳动组织形式656.3工作面经济与技术指标676.3.1回采工作面吨煤成本(C)的计算676.3.2 工作面经济与技术指标696.4回采巷道布置696.4.1盘区巷道布置要求696.4.2回采巷道设计要求706.4.3支护方式707 井下运输727.1概述727.1.1井下运输系统727.2盘区运输设备的选择727.2.1工作面刮板输送机选型和验算737.2.2转载机选型737.2.3破碎机机选型747.2.4区段运输平巷胶带输送机选型747.2.5 盘区运输上山胶带输送机设备选型757.3大巷运输设备选型758 矿井提升778.1概述778.1.1矿井提升设计原始数据778.1.2 矿井提升方式778.2主副井提升778.2.1主井提升设备选型778.2.2副井提升设备选型789 矿井通风799.1矿井通风系统选择799.1.1矿井概况799.1.2矿井通风系统的基本要求799.1.3通风方法的确定809.1.4确定矿井的通风方式809.1.5盘区通风869.1.6工作面通风系统879.1.7矿井通风网络889.1.8通风系统立体图与网络图889.2矿井所需风量929.2.1采煤工作面所需风量的计算939.2.2掘进工作面需风量949.2.3硐室需风量959.2.4其他巷道需风量959.2.5备用工作面的需风量969.2.6矿井总风量及其分配969.3全矿通风阻力的计算979.3.1矿井通风阻力979.3.2矿井总风阻、等级孔计算1029.4矿井主要通风机选型1039.4.1矿井自然风压1039.4.2通风机选型1049.4.3电动机选型1079.5矿井反风措施及装置1079.6矿井通风系统的综合评价1079.7防止特殊灾害的安全措施1089.7.1井下防尘1089.7.2瓦斯预防1089.7.3预防火灾1099.7.4预防水灾及避灾路线10910 设计矿井基本技术经济指标110专题部分煤炭自燃发火规律的研究与探讨1121大庄矿地质概况1122矿井自燃发火分析1122.1矿井自燃发火规律分析1122.2煤炭自燃倾向性的影响因素1133防火灌浆系统及参数1173.1灌浆系统确定1173.2灌浆材料选择1173.3地面制浆工艺流程1183.4灌浆方法确定1184灌浆计算1195灌浆管路布置1216泥浆泵选择1247灌浆站的主要设施1267.1泥浆搅拌池1267.2贮土场1267.3搅拌机1268灌浆后的排水措施1269结论126参考文献128翻译部分英文原文130中文译文141致谢151一般部分一般部分第116页中国矿业大学2011届本科生毕业设计1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1交通位置大庄矿位于平顶山市石龙区，韩梁矿区中部。东距平顶山市64km，南距鲁山县、东北距宝丰县各约15km。矿区内有平顶山矿区专用线平韩铁路通过，平韩铁路在宝丰与焦（作）枝（城）铁路、漯（河）宝（丰）铁路接轨矿区东部有平洛高速，西部有207国道，与邻近市县及乡镇均有公路畅通，交通十分便利。图1.1 大庄矿交通位置图1.1.2地形、地貌本区属缓坡状起伏，低山丘陵区，山脊宽缓圆滑，坡度较缓，沟谷开阔。地势总体呈西部与东部高中间低、北高南低。海拔标高一般为200m左右，井田西部青草岭在矿区和井田地势比较高，山体大体北东至南西走向，海拔最高标高为+445.90m，为地表分水岭，中东部石龙河河床最低，海拔标高+161.0m，相对高差284.90m。1.1.3河流及水体大庄井田属韩梁矿区，西部青草岭为寒武纪地层组成的低山区，标高为+200+446m，东部和南部为岩浆岩分布区，主丘陵地形，北中部为含煤地层及坡积，洪积和冲击层组成的各地，地势较低，标高为+200m。区内冲沟发育，有季节性水流，常年性地表水体石龙河，穿过井田东部，枯水期流量为0.1676m3/s.最大流量为33.13m3/s.主要排泄矿坑水及地表水，河流西侧有宽约100400m的阶地，暴雨时可形成洪峰，洪水持续时间短，一般不超过12小时。地面径流条件良好，捞饭店水库位于井田东北部 ，SN长650m，EW宽100 m，面积0.104km2，水库正常水位+210m，最大水深10 m.常年正常蓄水量51.8万m3。超过部分水量由西部泻洪道泻入石龙河。1.1.4气象及地震本区属暖温带大陆性季风气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明。据宝丰气象站1958至2003年的观测记载：年平均降雨量753.01mm,最大1235.50mm(1964年110月),最小为424.7mm（1966年）,降雨多集中在6、7、8三个月间。年平均蒸发量2191.8mm（1966年），最小1432.0mm（1996年）。年平均气温14.2，极端最高气温43.4(1966年7月19),极端最低气温-19.1(1969年1月31日)。气温一般在2月份最低，7月份最高。霜期一般自10月下旬起至次年4月上旬止，长达近半年。冬季多西北风，夏秋盛行东南风和西南风。据历史记载，河南省有史以来的八次地震中，七次对本区有较大的影响，其中，破坏性较大的有：1556年叶县地震和1820年4月4日许昌县东北乡发生的大地震。根据国家地震区划资料，本区属地震烈度度区。1.1.5水源及电源矿井用水主要包括生活用水及矿井生产和地面工业用水，供水水源主要有石龙区龙岩寺水库水与井下排出的矿井水。其中，龙岩寺水库水主要用于职工食堂和居民区生活用水；矿井水经沉淀池和净化处理后，主要用于澡堂、地面工业、建筑、绿化、农业灌溉及井下洒水降尘、煤壁注水等。由于水库水主要靠大气降水补给，一般情况下可满足生活用水需求，旱季供水偏紧。因此，节约用水及加强水的循环利用，是缓解供需矛盾的有效措施之一。大庄矿地面有35Kv变电所一座，双回路供电来自110Kv孙岭变电所35Kv两段母线，双回路均为LGJ-120mm2架空线路。每回线路长1.87km。矿井35KV降压站安装2台变压器，容量为8000KVA，两台同时工作，分列运行。全矿井实际运行负荷统计为14684Kw，井下最大负荷9530Kw，下井6路电缆型号分别为YJV40-6KV-3X95-520m共2路，2QD30-6KV-3X95-500m共4路。1.2井田地质特征1.2.1井田地质构造平顶山煤田位于秦岭纬向构造的东延部分和淮阳山字型西北翼反射弧的顶端，由于受纬向构造带和淮阳山字型的影响，该煤田主体构造方向呈NW向，如李口集向斜、襄郏和鲁叶等大型断裂，控制了煤田内各矿区的总体形态。韩梁矿区也是如此，总体形态呈NW向展布，为一宽缓开阔的次级向斜构造。大庄矿位于韩梁矿区中部，褶皱构造相对较简单，而断裂构造较发育。本井田为一向NNW仰起的宽缓向斜构造，由己16-17煤层底板等高线图上可以看出，煤层底板标高由南至北从-250m渐增到+25m，等高线呈有规律的弯曲。地形地质图上丁煤段煤层露头线形态亦反映出该向斜的基本轮廓。向斜东翼地层走向大致为NWW，西翼为NNE，相向倾斜，倾角一般为6左右，仅西翼因受青草岭逆断层的影响，地层倾角变陡，以至直立或倒转。如图1.2。图1.2 平顶山煤田韩梁矿区地质图地层特征：区内发育的地层自下而上主要有：寒武系、石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组，第三系和第四系，其中，含煤地层为石炭系太原组与二叠系山西组和下石盒子组。如图1.3所示。1寒武系（）上覆地层为太原组底部铝土质泥岩或铝土矿层（河南式铁铝层）底面，下界未探。区内主要分布和出露于青草岭一带及其以西。(1)下统(1)辛集组(1 x)厚55210m，上部为灰、深灰色豹皮灰岩、白云质灰岩；下部为褐黄色中细粒石英砂岩、灰黄紫红色泥质灰岩和泥质粉砂岩，含三叶虫化石。与下部地层呈假整合接触。馒头组(1 m)厚35270m，以紫红、黄绿色泥岩为主，间夹泥质灰岩、泥灰岩、砂质泥岩、薄至中厚层致密灰岩和钙质砂岩。(2)中统(2)毛庄组（2 m）厚90140m，主要为暗紫色、灰绿色粉砂岩，层面含大量云母片，显水平层理，间夹透镜状灰岩。徐庄组(2 x)厚50250m，下部灰、青灰色中厚层状泥质条带灰岩，白云质灰岩，鲕状白云质灰岩与黄绿色砂质泥岩，底部为褐色海绿石石英细砂岩；中部灰深灰色中厚层状泥质条带白云质灰岩；蛹状白云质灰岩与黄绿色砂质泥岩互层；上部为灰深灰色厚层状灰岩，间夹绿色泥岩，鲕状灰岩，致密灰岩及海绿石砂岩。张夏组(2zh)厚60220m，下部为灰深灰色厚层鲕状灰岩间夹泥晶灰岩、泥质条带灰岩及豆状灰岩；上部为深灰色厚层状白云质灰岩和不明显鲕状灰岩。(3)上统(3) 崮山组(3g)主要为灰深灰色致密块状泥晶灰岩和泥质条带灰岩，具不明显细鲕粒结构，顶部风化后呈灰黑色。钻孔揭露厚度大于30m，主要化石有：2石炭系上统太原组（C3 t）上界为山西组K0砂岩底面或太原组L1灰岩顶面，下界为寒武系顶面。主要由深灰色灰岩、泥质粉砂岩、泥岩、砂岩和煤层组成，其中含灰岩79层，含煤79层，可采或局部可采煤层2层。厚3072m，平均54m。井田内大部被第四系覆盖，仅井田西部边缘有零星出露，与下伏寒武系呈假整合接触。3二叠系下统山西组（P11 sh）上界为下石盒子组K1砂岩（砂锅窑砂岩）底面，下界为太原组（L1灰岩）顶面，由浅灰色细粒砂岩、粉砂岩、深灰色砂质泥岩和煤层组成，厚2780m，平均50m，为本区主要含煤地层。含煤45层，其中二1（己1617）煤为区内主要可采煤层，二2（己15）煤层不稳定，仅局部可采。顶部常见紫斑泥岩(小紫泥岩) 。与下伏地层呈整合接触。4二叠系下统石盒子组(P21 x)上部与第三系、第四系或岩浆岩呈角度不整合接触，下界为山西组顶面（K1砂岩底面），厚201388m，平均279m。下部为紫红色、暗紫色泥岩、粉砂岩(大紫泥岩)及细中粒砂岩；中上部为深灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成。含煤1220层。其中，四2（戊910）、四3（戊8）和五2（丁56）为可采煤层。与下伏地层呈整合接触，主要化石有：5第三系（N）主有由砂岩、角砾岩、砂质泥岩及泥灰岩组成，厚550m。井田内仅有零星出露，与下伏地层呈角度不整合接触。6第四系（Q）主要分布于河流、冲沟附近，由冲积层物、坡积物及亚粘土、砂和碎石组成。厚016m，一般为5m左右，局部达40m，与下伏地层呈角度不整合接触。图1.3 大庄矿煤系地层柱状图断层分布特征：1青草岭逆断层：位于井田西部青草岭东侧，主要有三条主干断层组成，断层带内及旁侧有一系列与之产状大体一致的小型逆断层。断层总体走向330左右，向北延入高庄井田，向南过双头山正断层延出井田边界之外。断层面倾向SW，倾角3060。SW盘上升，NE盘下降，形成了断层西部青草岭一带由寒武系灰岩、白云质灰岩组成的与断层方向基本一致的山岭地貌。断层落差一般在40m左右，最大可达87m。受构造作用的影响，断层旁侧煤岩层，部分地段直立或倒转，形成牵引小褶皱，见图1.4。该断层由钻孔和五七矿等矿井揭露，控制较为严密，由于位于井田边缘，对矿井生产布局影响不大。图1.4青草岭逆断层引起的地层产状变化2双头山正断层位于井田西南边界，区内经泉上庄向北西切割青草岭断层，向南东方向经梁洼井田的双头山东侧继续延展到颖盘营村。断层走向300，倾向SW，倾角75左右，NE盘上升，SW盘下降，落差变化较大，20200m。该断层由1701与17-36孔控制，依据基本可靠。3谢河正断层位于井田北部，由谢河村向西延伸交于青草岭断层，向东抵达捞饭店后被岩浆岩覆盖。走向NW75，倾向NE，倾角75，落差3060m。在己一、己二两个采区巷道掘进中几处遇该断层。由于断层控制严密，又为己二采区边界，故对己二采区采掘生产影响不大，而东端因穿越己一采区，对采掘布局有一定影响。4、泉上庄正断层位于井田东南边界，经泉上庄向北东交于老沟断层，断层向南西被双头山断层切割后延伸到梁洼井田。断层总体走向55，倾向NW，倾角75，NW盘下降，SE盘上升，落差30150m。该断层由17-03、17-06孔揭露，依据可靠。各断层情况一览表：表1.1 大中型断层一览表名称及性质产 状落差(m)断层位置断层控制程度开采影响程度走向（）倾向（）倾角（）青草岭逆断层带NW30SW6030604087位于井田西部青草岭东侧地层倒转，煤岩层重复出现，依据较可靠。西部边界，对开采影响不大。双头山正断层NW60SW307520200位于井田西南，泉上庄、双头山附近170与17-36孔煤层标高相差较大，可靠西南部边界，对开采影响不大。谢河正断层NW75NE15753060位于井田北部由谢河村向西交于青草岭己一、己二采区实际揭露依据充分可靠。对开采有影响。泉上庄正断层NE55SW357530150位于井田东南，经泉上庄向东南交于老沟1608、1706煤层标高差，控制不够严密南部边界，对开采影响不大。1.2.2水文地质井田由于受构造和岩浆岩隔水边界条件的控制，自然状态下地下水的补、径、排条件均较差，以致砂岩孔隙裂隙含水层和灰岩岩溶裂隙含水层富水性弱-中等，构不成对矿井充水的危害。对矿井充水影响较大，且危及矿井安全生产的主要水害为老空水，采空区积水和矿井涌水量随大气降水的年际和季节性变化而增加或减少，尤其井田和与之相邻的梁洼矿及报废的小煤窑，由于采动裂隙或边界煤柱被破坏，直接或间接的沟通了同本矿井采空区的水力联系，使矿井水文地质条件复杂化，严重危及矿井的安全生产。矿井正常涌水量318m3/h，最大涌水量为500m3/h；依据分类标准，属水文地质条件复杂矿井（类）。主要含水层（组）特征： 井田地下水按水介质类型分为：碳酸盐岩岩溶裂隙水、坚硬岩石孔隙裂隙水、松散岩类孔隙水。按地层由老到新的顺序分为七个含水层(组)，其中以寒武、石炭系灰岩和二叠系大占和K1K6砂岩含水层为主，见图1.5。 (1)寒武系碳酸盐岩类含水层(组)要以簿中厚层状灰岩、白云质灰岩及夹泥质条带灰岩为主。厚300m以上，埋深0400m，岩溶裂隙浅部较发育，深部相对较差。单位涌水量0.00031.2L/sm，渗透系数0.00444.5m/d，水位标高为-78m，水质类型为HCO3CaMg型，矿化度0.37g/L，属岩溶裂隙弱中等富水含水层。(2)一（庚）煤段岩溶裂隙含水层(组)本组从铝土质泥岩（铝土矿层）顶面到二1（己16-17）煤层底板。为一套浅海和过渡相交替沉积，岩性主要为灰岩、煤层（线）、泥岩和砂岩互层，厚3072m，平均54m，埋深0350m。含水层主要由79层灰岩构成。据抽水试验，单位涌水量0.00031.2013L/sm，渗透系数0.0044.555m/d，水质类型主要为HCO3NaMgCa型，矿化度平均0.4g/L，属岩溶裂隙弱富水含水层。(3)二（己）煤段砂岩裂隙含水层（组）从二1（己16-17）煤层底面到四2(戊9-10)煤层底面，主要由砂岩、煤层（煤线）和泥岩组成。厚7.9787.99m，平均厚40.11m，埋深0194m，以煤层之上K1、K2、K3（分别厚约9m，5m，8m）和大占砂岩含水为主。单位涌水量0.0030.019l/s.m，渗透系数0.0040.07m/d，水质类型为HCO3Na.Ca型，属孔隙裂隙弱富水含水层。(4)四（戊）煤段砂岩裂隙含水层（组）从四2(戊9-10)煤层底面到五21（丁6）煤层底面，主要以中、粗粒砂岩为主，厚2.9153.84m，平均15.90m，埋深0120m，据1403孔抽水资料，单位涌水量0.1293l/s.m，渗透系数0.12m/d，水质类型为HCO3NaCa型，矿化度0.64g/L，属孔隙裂隙弱富水含水层。(5)五（丁）煤段砂岩裂隙含水层（组）从五21（丁6）煤层底面至二叠系上界面，主要为砂岩、泥岩和煤层（线）组成，厚4.8536.55m，平均15.99m。埋深小于120m，以中粗粒石英砂岩含水为主，该组与大气降水及五煤(丁)组煤段老空水关系密切。单位涌水量0.1787L/sm，渗透系数0.138m/d，水质类型为HCO3NaCa型。矿化度0.38g/L，属孔隙裂隙弱富水含水层。(6)岩浆岩裂隙含水层（组）包括岩浆岩和第三系角砾岩等，以岩浆岩风化裂隙含水为主，厚0370m。其涌水量随深度的增加而减小，浅部单位涌水量为0.0041.00L/sm，深部为0.00310.016L/sm。水质类型为HCO3NaCa为主，矿化度0.46g/L，属裂隙弱中等富水含水层。(7)第四系松散岩类孔隙含水层（组）第四系冲洪积物及坡积物，以砂砾石层含水为主，冲积层单位涌水量为0.101.4L/sm，洪积层单位涌水量0.121.2L/sm，矿化度0.30.67 g/L，属孔隙弱中等富水含水层。图1.5 井田水文地层柱状图1.2.3岩浆岩本井田岩浆岩极为发育，厚度大，分布广，地表出露为火山喷出岩，覆盖面积约占井田面积的1/3，厚度最大337.9m，小者1m左右。煤系地层中的岩浆岩体主要为浅层侵入的岩床、岩墙、岩脉、岩株，均不同程度地破坏了煤层的完整性，促使煤层发生热力和接触变质。1.2.4其他有益矿物(1)铝土矿勘探和生产期间，曾对太原组底部铝土矿层采取7个样品进行化验，Al2O3含量为21.0248.34%，不符合工业指标要求，但前人在边庄等地进行了分层采样试验，第六分层铝土矿，Al2O3含量为6570%以上，评价可作为工业原料。说明本层品位在区域范围内有一定变化。(2)稀有元素锗根据56个分层样品分析结果，锗的含量为0.1115.60p.p.m，平均2.81p.p.m，含量甚低，经济价值不大，见表4-15。铀勘探阶段对钻孔岩芯以及地表露头，均进行了放射性伽玛检测，其结果，地表岩层伽玛强度一般在13伽玛左右，孔内一般在3045伽玛，其中太原组底部铝土层强度较高，地表检测为26伽玛，孔内检测为200伽玛左右，采样分析，最高含量为0.002%，一般为0.001%，达不到工业品位要求。表1.2 各煤层铝土矿中锗含量一览表取样层位锗的含量（p.p.m）备 注最小最大平均一5、一4（庚20、庚21）1.208.305.90原资料含量较高，有待进一步工作。二1（己16-17）0.502.001.17四3、四2（戊8、戊9-10）0.1015.602.73五22、五21（丁5、丁6）1.005.503.21铝土0.302.301.02(3)石灰岩区内石灰岩主要赋存于寒武系及石炭系太原组，其中，太原组灰岩因含有燧石结核或燧石条带，不适合工业利用；寒武系灰岩及白云质灰岩厚度大，且稳定，品位属12级，除用于一般工业外，还可作为冶金、化学工业、水泥制品等原料。矿区北东部石龙区境内正在筹建的年产400万吨水泥厂，其原料主要取之于青草岭山地一带寒武系灰岩。1.2.5地质勘探程度区内勘探工作始于1956年10月，相继有原豫06队、朝川地质队、221地质队、126地质队等单位进行过勘探工作，共施工钻孔77个，总进尺24665.68m。1959年由豫06地质队提交了大庄-石古泉精查报告，但因钻孔工程密度不够降为详查。平顶山煤业集团地勘公司（原平顶山矿务局勘探队），自1966年建井和投产至今的近40年间，为进一步查明和控制断层的位置及延伸特征，岩浆岩分布范围、煤厚及水文地质特征，先后进行了大量的补勘工作，共施工钻孔131个，总进尺39657.81m。1.3煤层特征1.3.1煤层井田内含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒子组。含煤地层平均厚383m，含煤2156层，煤厚24.81m，含煤系数6.48%，其中可采和局部可采8层。依据空间位置与煤层煤质特征，自下而上分为：一（庚）煤组、二（己）煤组、四（戊）煤组、五（丁）煤组和六（丙）煤组。本设计仅开采己1617煤层，此煤层结构简单，平均厚度4.5m。各可采煤层分述如下：1.五22（丁5）煤层位于下石盒子组上部，下距五21（丁6）煤层约10m。煤厚0.385.46m，平均2.15m。一般含夹矸12层，夹矸厚0.01.72m，个别钻孔见煤层遭岩浆岩侵蚀，形成岩浆岩与煤层的混合体，俗称“花煤”，属不稳定结构复杂局部可采煤层。该煤层在13-54、1401、15-128、1601一线以西不可采，可采区内煤层较稳定。2.五21（丁6）煤层位于下石盒子组上部，上距五22（丁5）煤层约10m。煤层厚0.072.45m，平均1.52m，含夹矸13层，夹矸厚0.00.35m，属不稳定结构复杂煤层。3.四3（戊8）煤层位于下石盒子组中部，上距五21（丁6）煤层约63m。煤层厚07.01m，平均3.10m。煤层结构北部较简单，向南趋于复杂，一般含夹矸12层，多者4层。煤层可采性指数0.82，煤厚变异系数62.03%，属不稳定结构简单至复杂大部可采煤层。4.四2（戊9-10）煤层位于下石盒子组中部，上距四3（戊8）煤层约3m。煤厚0.398.40m，平均3.34m。含夹矸一般12层，多者6层。可采性指数0.95，煤厚变异系数51.76%，属不稳定结构复杂大部可采煤层。5.二1（己16-17）煤层位于山西组中下部，上距四2（戊9-10）煤层一般为185m，下距太原组顶部灰岩(L1)15m。煤层厚0.1013.40m，平均4.5m，煤层可采性指数0.99，煤厚变异系数49.6%，属不稳定大部可采煤层。煤层结构大部地段较简单，少部分钻孔含夹矸13层。从已大面积揭露的各采区表明，该煤层厚度变化较大，短距离内煤厚从大于4m变薄至1m以下，甚至不可采，给采掘生产造成较大影响。6.一5（庚20）煤层位于石炭系太原组下部，上距二1与四2（己16-17与戊9-10）、煤层分别为48m和180m；下距一4（庚21）煤层与寒武系白云质灰岩分别为5.5m和16.5m。煤厚变化相对较大，厚03.10m，平均1.01m，煤厚变异系数62，在统计的52个见煤钻孔中，达到可采厚度的29孔（大于、等于0.8m），可采性指数0.57，属极不稳定大部可采煤层。煤层结构中等，含夹矸01层，少部分钻孔为2层，夹矸一般厚0.020.2m，最大达0.68m，岩性主要为炭质泥岩和泥岩。详见表1.3。表1.3 各可采煤层结构一览表煤层名称煤层结构顶板岩性底版岩性夹矸层数夹矸厚度复杂程度五22丁51201.72复 杂泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩五21丁61300.35复 杂泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩四3戊81401.10简单复杂砂质泥岩、细砂岩泥岩、砂质泥岩四2戊9-101604.57复 杂泥岩、砂质泥岩泥岩、炭质泥岩二1己16-170301.98简 单泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩一4庚200200.68中 等灰岩及泥岩灰岩及泥岩1.3.2煤层顶、底板1.四3（戊8）煤层直接顶板主要为砂质泥岩及细砂岩，厚118m，一般为6m。致密性脆、易冒落，放顶后成块状冒落，不易管理；老顶为中粒砂岩，厚517m较坚硬、且稳定，不易冒落。此外，在井田南部的戊二、戊三采区，四3（戊8）煤层大部分受岩浆岩侵蚀破坏，煤层直接顶板常为岩浆岩所代替，放顶后不易冒落，形成大面积的空顶现象，给顶板管理带来较大困难。底板为四2（戊910）煤层顶板，局部见底鼓现象，属中等稳定性顶底板。2.四2（戊9-10）煤层顶板以泥岩及砂质泥岩为主，次为细中粒砂岩，厚0.55m，一般厚3m左右，其上为四3（戊8）煤层。井田内厚度由南至北变化规律明显，南部一般厚0.8m左右，北部一般厚4m左右，西部戊二采区最厚达5m以上。泥岩及砂质泥岩顶板，较疏松、易冒落，不易管理，在采掘过程中，常有冒顶事故发生。在井田南部部分地段，由于四3（戊8）煤层受岩浆岩侵蚀严重，采面回采后，岩浆岩不易冒落，形成大面积的空顶区，最大空顶距达10m以上，给顶板管理带来一定困难。底板主要为泥岩、炭质泥岩，次为粉砂岩及细中粒砂岩，厚0.110m，一般厚3m，其中，泥岩较致密，块状构造，遇水易膨胀，砂岩底板较坚硬，易于管理。属中等稳定性至不稳定性顶底板。3.二1（己16-17）煤层顶板主要为泥岩、粉砂岩，次为砂质泥岩与细中粒砂岩。厚0.2010m，一般为5m。岩石致密、坚硬、层理发育，岩性较稳定。局部有炭质泥岩伪顶，厚0.5 m，块状易碎，与煤混落，影响煤质。采掘过程中，遇砂质泥岩顶板时，顶板稳定性相对较差，易冒落，且有冒顶事故发生；砂岩顶板稳定性好，易于管理，放顶后垮落高度一般为25m。煤层底板多为泥岩、粉砂岩，厚0.27m，一般为3m，遇水浸易膨胀，在采掘生产过程中有底鼓现象。属中等稳定性至不稳定性顶底板。4.一5（庚20）煤层两煤层间距一般为5.5m左右。一5（庚20）煤层，顶板主要为深灰色灰岩或泥岩，厚0.105.3m，灰岩致密、块状构造、性脆、稳定性好。底板主要为灰岩，部分地段为泥岩，厚0.503.0m，灰岩底板稳定性好，泥岩底板稳定性差，遇水易变软或膨胀，均属稳定至不稳定顶底板。1.3.3煤质1.煤的物理性质及煤岩特征(1)五22（丁5）煤层煤为黑色，条痕为棕黑色，弱玻璃光泽，以暗煤为主，煤的硬度大，不易破碎。经火焰试验为易燃，焰长，烟浓，膨胀，焦渣疏松。煤的容重一般为1.50。主要为半暗型和暗淡型煤组成，(2)五21（丁6）煤层煤以黑色，条痕为棕黑色，弱玻璃光泽，以亮煤和暗煤为主，硬度中等，原煤自然粒度粉煤居多，占56.84%，平均容重为1.40，经火焰试验为易燃、焰长、烟浓、膨胀、焦渣疏松。主要由半亮型和半暗型煤组成，煤中有机显微组分占7891%，平均86%，无机组分占922，平均14%。(3)四3（戊8）煤层煤为黑色，条痕为棕黑色，弱玻璃光泽，以半亮煤为主，暗煤次之，镜煤和丝炭含量很少，硬度较大。经火焰试验为易燃、烟浓、焰长、体积膨胀、焦渣疏松的中等粘结煤。煤的容重一般为1.50m3/t。以条带状半亮型煤为主，其次为半暗型煤和暗淡型煤。煤中有机显微组分占7080%，无机显微组分占2030%。(4)四2（戊9-10）煤层煤为黑色，条痕色为棕黑色，弱玻璃光泽，以暗煤为主，硬度大，不易破碎，经火焰试验为易燃、烟浓、焰长、并碎成小块，焦渣疏松。煤的容重为1.55m3/t。(5)二1（己16-17）煤层煤为黑色，条痕为棕黑色，玻璃光泽。由亮煤、镜煤和暗煤组成，亮煤为主，丝炭少见。，机械强度低。经火焰实验为易燃、烟浓、焰长、体积强烈膨胀、粘结性良好、焦渣疏松。煤的容重一般为1.4m3/t。主要由半亮型煤组成，煤中有机显微组分组分占90%以上，无机显微组分占10%以下。(6)一5（庚20）煤层煤为黑色，条痕为棕黑色，玻璃光泽，以亮煤和镜煤为主，暗煤次之，丝炭少见。性脆易成粉沫和碎块，平均容重1.40，主要由光亮型和半亮型组成。煤中有机显微组分占9097%，平均94%，无机组分占310%，平均为6%， 2.煤的化学特征及工艺性质 (1)五22（丁5）煤层原煤灰分产率为29.48%，属富灰煤，精煤灰分产率为11.81%,灰熔点大于1400，属高熔点灰分。煤的工业牌号以1/3焦煤为主，无烟煤和混合煤次之。(2)五21（丁6）煤层原煤灰分平均产率为36.77%，属富灰煤，精煤灰分产率达12.58%,灰熔点大于1400，属高熔点灰分。原煤全硫含量为0.53-0.63%，平均为0.55%，属特低硫煤，煤的工业牌号以1/3焦煤为主，无烟煤和混合煤次之。(3)四3（戊8）煤层原煤灰分产率为25.93，属富灰煤，接近于中灰煤，精煤灰分产率为10.72，煤灰熔点为1355C，属高熔灰分。原煤全硫含量为0.58，属特低硫煤，发热量23MJ/kg，属高发热量煤。应属“中等”、“难选煤”至“极难选煤”。煤的工业牌号以1/3焦煤为主，无烟煤和混合煤次之。(4)四2（戊9-10）煤层原煤灰分产率为31.98，属富灰煤，煤灰熔点1367C，属高熔灰分。原煤全硫含量约为0.65，属特低硫煤，发热量22MJ/kg，属高发热量煤。应属“低等”，“极难选煤”。煤的工业牌号均以1/3焦煤为主，无烟煤和混合煤次之。煤的灰分产率高，且较难选。宜作一般工业用煤或考虑改进洗选方法，提高煤的质量，再与低灰煤配合炼焦或作为炼油用煤。精煤回收率（-1.4）11.92，煤的可选性级别为低等。(5)二1（己16-17）煤层原煤灰分产率为12.33，属低灰煤，经洗选，精煤灰分产率为6.25左右,煤的灰熔点1367C，属高熔灰分。原煤全硫含量为0.52，属低-特低硫煤，发热量为26.01 MJ/kg，属高发热量煤。煤的工业牌号以1/3焦煤为主，无烟煤和混合煤次之。因此，该煤层的煤为优质炼焦配煤，同时还可作为炼油用煤。精煤回收率（-1.4）为88.22，煤的可选性级别为优等；煤的可选性级别为易选煤。(6)一5（庚20）煤层原煤灰分产率约为15.87%，属于中灰煤，接近于低灰煤。精煤灰分产率6.59%。煤的灰熔点1195，属低熔灰分。原煤全硫含量平均为5.12%，属特高硫煤，煤的工业牌号为气肥煤，但硫分含量高，只宜作一般的工业用煤。各成分含量如下：表1.4 煤层煤样灰分产率一览表煤层名称原煤Ad%精煤Ad%两极值平均值两极值平均值四22丁523.58-39.4329.488.48-18.611.81(6)四21丁625.05-43.5536.77(13)8.53-15.0512.58(15)四3戊819.89-42.0625.93(15)7.53-15.0910.72(29)四2戊9-1022.26-41.7231.96(48)8.29